(57)【要約】【課題】ダイヤフラムと仕切部材とを、容易に、かつポンプ特性のバラツキが生じることなく、十分なシール性をもって固着させることができるダイヤフラムポンプを提供する。【解決手段】仕切板１０の両側に、樹脂ダイヤフラム３１、金属ダイヤフラム３２、圧電素子３３の接合体であるアクチュエータ３０を配置して、各アクチュエータ３０と仕切板１０との間の空間をポンプ室３４として区画し、「２つのアクチュエータ：２つのポンプ室」のダイヤフラムポンプを構成する。仕切板１０に、各ポンプ室３４を連通する吸入側連通路１４ａおよび吐出側連通路１４ｂを形成し、さらにこれら連通路１４ａ，１４ｂから側面方向に延びる吸入流路１５ａおよび吐出流路１５ｂを貫通形成する。ポンプ室３４の周囲において樹脂ダイヤフラム３１を仕切板１０にレーザ溶着して各流路１５ａ，１５ｂに干渉しない封止部４１を形成し、シール性を確保して接合状態を均質なものとする。【選択図】図１
2007198165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を空けて平行に配置される一対のダイヤフラムと、
これら一対のダイヤフラムの間に配置されて、自身と各ダイヤフラムとの間にポンプ室を一対の状態に区画する仕切部材と、
前記ポンプ室の周囲に設けられて前記仕切部材と前記一対のダイヤフラムとがレーザ溶着によって接合された封止部と、
前記各ダイヤフラムにそれぞれ設けられ、これらダイヤフラムを駆動して前記一対のポンプ室の容積を変更させる駆動手段と、
前記仕切部材に形成されて前記一対のポンプ室を互いに連通する連通路と、
前記仕切部材の内部に形成されて前記連通路に連通する吸入流路および吐出流路とを備えることを特徴とするダイヤフラムポンプ。
【請求項２】
前記仕切部材の少なくとも前記封止部に対応する部分がレーザ光吸収材料で形成され、前記一対のダイヤフラムの少なくとも前記封止部に対応する部分がレーザ光透過材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項３】
前記吸入流路には前記連通路への流体の吸入のみを許容する吸入側逆止弁が設けられ、前記吐出流路には前記連通路からの流体の吐出のみを許容する吐出側逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項４】
前記連通路は、吸入側連通路と吐出側連通路とに分けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項５】
前記吸入側連通路および前記吐出側連通路は、前記仕切部材の中心よりも、該仕切部材における前記吸入流路および前記吐出流路の開口側に偏って配置されていることを特徴とする請求項４に記載のダイヤフラムポンプ。
【請求項６】
前記仕切部材に、前記吸入流路に連通する吸入口と、前記吐出流路に連通する吐出口とがそれぞれ形成されたカバー部材が、前記吸入側逆止弁および前記吐出側逆止弁を仕切部材との間に挟んで保持した状態で、レーザ溶着によって接合され、
さらに、前記仕切部材の少なくとも前記カバー部材との接合部分がレーザ光吸収材料で形成され、前記カバー部材の少なくとも前記仕切部材との接合部分がレーザ光透過材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のダイヤフラムポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムを駆動することによって流体をポンプ室内に吸入して圧送するダイヤフラムポンプに係り、特にマイクロポンプとして好適なダイヤフラムポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野の医薬投与や燃料電池の燃料供給、あるいは印刷機器のインク供給等の技術分野においては、高い精度で定量の流体や気体を圧送するマイクロポンプが用いられており、そのようなポンプとしては、ダイヤフラム等の可撓性を有する薄膜を駆動して振動させることによりポンプ作用を発揮するポンプがある。そして、この種のポンプとして、一対の薄膜の間に仕切部材を配置して、各薄膜と仕切部材との間の一方を吸入側ポンプ室、他方を吐出側ポンプ室とし、両ポンプ室を連通させた構成のものがある（特許文献１〜３）。このような２室構造のポンプは、各薄膜を逆位相で駆動して吸入側ポンプ室と吐出側ポンプ室を交互に拡大／縮小させることにより、吸入側ポンプ室への流体の吸入、吸入側ポンプ室に吸入した流体の吐出側ポンプ室への送り込み、吐出側ポンプ室からポンプ外部への流体の吐出、が繰り返し行われる。
【０００３】
また、２室構造のポンプとしては、仕切部材にポンプ室どうしを連通させる連通路と、この連通路に通じる吸入／吐出流路を形成し、各薄膜を同位相で駆動して各ポンプ室を同時に拡大／縮小して、これらポンプ室に吸入口から吸入／吐出流路を経て吸入した流体を吸入／吐出流路に戻して吐出口から吐出する構造のものも知られている（特許文献４）。
【０００４】
【特許文献１】実開平７−１０４８０号公報
【特許文献２】特開２００３−３２００２０号公報
【特許文献３】特開２００３−３２２０８５号公報
【特許文献４】特開２００５−５４６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記２室構造のポンプにおいて一対のダイヤフラム等の薄膜を仕切部材に固着させる手段としては、例えば、シール材のＯリングを間に挟んだネジ止め（特許文献１）や、接着剤によって接着する（特許文献４）といった手段が採られている。ところが、ネジ止め手段は、複数のネジを１つ１つ締め付けていく必要があるので煩雑であることから生産性が低く、しかも小型化には不向きであるという欠点がある。また、ネジの締め付け状態を一定にすることが難しいため薄膜の動作が一律になりにくく、製品間において流量等のポンプ特性にバラツキが発生する可能性が比較的高い。一方、接着手段は固着が容易で、なおかつ小型化にも好適ではあるものの、余剰の接着剤が溢れて不必要な部分に付着し、薄膜の動作に悪影響を及ぼすことが懸念され、また、シール性も十分でない場合がある。
【０００６】
よって本発明は、小型化が図られるとともに十分な流量が確保されながら、ダイヤフラムと仕切部材とを、容易に、かつポンプ特性のバラツキが生じることなく、しかも十分なシール性をもって固着させることができるダイヤフラムポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、所定の間隔を空けて平行に配置される一対のダイヤフラムと、これら一対のダイヤフラムの間に配置されて、自身と各ダイヤフラムとの間にポンプ室を一対の状態に区画する仕切部材と、ポンプ室の周囲に設けられて仕切部材と一対のダイヤフラムとがレーザ溶着によって接合された封止部と、各ダイヤフラムにそれぞれ設けられ、これらダイヤフラムを駆動して一対のポンプ室の容積を変更させる駆動手段と、仕切部材に形成されて一対のポンプ室を互いに連通する連通路と、仕切部材の内部に形成されて前記連通路に連通する吸入流路および吐出流路とを備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明のダイヤフラムポンプにおける一対のダイヤフラムは、仕切部材から離れる方向に撓んでポンプ室が拡大する吸入動作と、仕切部材に近付く方向に撓んでポンプ室が縮小する吐出動作とが、ともに同期して同じ動作が生じるように駆動される。すなわち各ダイヤフラムは同位相で駆動され、吸入動作の時には、流体は吸入流路から連通路を経て、拡大して負圧となっている各ポンプ室内に流れ込む。次いでポンプ室が縮小するとポンプ室内の流体は吐出流路を経てポンプ外に吐出される。このような一対のダイヤフラムの駆動に伴う吸入／吐出動作の繰り返しによってポンプ作用が連続的に生じ、流体は圧送される。
【０００９】
本発明によると、一対のダイヤフラムと仕切部材とは、ポンプ室の周囲の封止部でレーザ溶着することにより互いに接合される。このためダイヤフラムと仕切部材とを容易に、かつ一定の接合状態をもって接合させることができ、その結果として生産性の向上が図られる。また、レーザ溶着によって一定の接合状態が得られることによりダイヤフラムの動作を一律とすることができ、その結果、製品間にバラツキが生じにくくなり、高品質で安定した製品を得ることができる。
【００１０】
また、２つのポンプ室が仕切部材の両側に配置されており、これらポンプ室を連通する連通路が仕切部材に設けられてポンプ内にあるので、小型化が図られる。また、封止部はポンプ室の周囲に配されており、一方、吸入流路および吐出流路は仕切部材の内部に貫通するような状態で形成されているため、これら流路が封止部には干渉せず、その結果、レーザ溶着を確実かつ容易に行えるとともに仕切部材とダイヤフラムとのシール性が確保される。
【００１１】
上記のように２つのポンプ室が仕切部材の両側に配置されていることは、流量の向上にもつながる。これは、単にポンプ室の容積を増大させてそのポンプ室の容積を１つのダイヤフラムで増減させる構成では、圧縮比が大きくならず、例えば液体圧送の際に気泡がポンプ室に入った場合、ポンプ圧はその気泡を圧縮する作用に費やされて液体圧送に有効に作用しないといった現象が起きる。しかしながら、本発明のようにポンプ室を２室に分けることにより圧縮比が確保され、例え気泡がポンプ室内に入ったとしても、ポンプ圧力は液体を圧送するように有効に作用する。このような理由から、本発明のダイヤフラムポンプによれば小型ながら流量の向上が図られるのである。
【００１２】
本発明では、上記レーザ溶着を容易として安定した生産性を得るために、仕切部材の少なくとも封止部に対応する部分をレーザ光吸収材料で形成し、一方、一対のダイヤフラムの少なくとも封止部に対応する部分をレーザ光透過材料で形成した形態が好ましい。この形態では、ダイヤフラムのレーザ光透過材料でできた部分にレーザ光を透過させて仕切部材のレーザ光吸収材料を溶融させ、その溶融材料がダイヤフラムに溶着して両者が接合する。レーザ光の吸収材料および透過材料としては、前者が黒色の樹脂、後者が透明な樹脂が、それぞれ好適に用いられる。
【００１３】
本発明では、吸入流路に連通路への流体の吸入のみを許容する吸入側逆止弁を設け、吐出流路に連通路からの流体の吐出のみを許容する吐出側逆止弁を設ける形態は、流体の吸入、吐出の流れに逆流が生じず効率のよいポンプ作用を得ることができることから好ましい形態とされる。
【００１４】
一対のポンプ室を連通するために仕切部材に形成される連通路は１つでもよいが、流体の流動方向を吸入側と吐出側とでそれぞれ一方向に定めてポンプ作用の効率化を図る観点から、吸入側連通路と吐出側連通路との２つに分けられた形態が好ましい。さらにこの形態では、吸入側連通路および吐出側連通路を、仕切部材の中心よりも、該仕切部材における吸入流路および吐出流路の開口側に偏って配置した形態が望ましい。その理由は、吸入流路および吐出流路の長さが比較的短くなるからであり、これはすなわち、デッドスペースが少なくなって圧縮比が向上することにつながり、また、仕切部材を金型を用いた射出成形で製造する場合、吸入流路および吐出流路を形成するためのピン状の中子を短くすることができ、したがってこれら中子が破損しにくくなるからである。
【００１５】
本発明では、仕切部材に、吸入流路に連通する吸入口と吐出流路に連通する吐出口とがそれぞれ形成されたカバー部材を、吸入側逆止弁および吐出側逆止弁を仕切部材との間に挟んで保持した状態で、レーザ溶着によって接合した形態を含む。この形態では、カバー部材を仕切部材にレーザ溶着すると同時に各逆止弁を装着することができ、各逆止弁を仕切部材に接合する手間やそのための接着剤等の接合材料が不要となり、生産性の向上が図られる。また、仕切部材とカバー部材との間のシール性が確保される。この形態では、仕切部材の少なくともカバー部材との接合部分をレーザ光吸収材料で形成し、カバー部材の少なくとも仕切部材との接合部分をレーザ光透過材料で形成すると、上記のように仕切部材とダイヤフラムをこれらの材料で形成した場合と同様にレーザ溶着が容易で安定した生産性を得ることができることから好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一対のダイヤフラムの間に仕切部材を配置して仕切部材と各ダイヤフラムの間にポンプ室を一対の状態に区画し、各ダイヤフラムと仕切部材とをレーザ溶着で接合したので、小型化が図られるとともに十分な流量が確保されながら、ダイヤフラムと仕切部材とを、容易に、かつポンプ特性のバラツキが生じることなく、しかも十分なシール性をもって固着させることができるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を具体化した一実施形態を説明する。
図１は一実施形態に係る液体圧送用のダイヤフラムポンプ（以下、ポンプと略称）１を示しており、（ａ）は一部断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図である。また、図２はポンプ１の分解斜視図である。これら図に示すように、ポンプ１は、矩形薄板状の仕切板（仕切部材）１０の表面側と裏面側に同じ構成のアクチュエータ３０が貼り付けられたもので、仕切板１０の厚さの中央を対称中心面として表裏対称に構成されている。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）および図２に示すように、仕切板１０は、矩形板状の本体部１１を主たる部分としており、この本体部１１の一辺に、表裏方向に突出する長方形状の接続板部１２が一体に形成されている。接続板部１２には、吸入管２１Ａおよび吐出管２１Ｂを有するパイプユニット（カバー部材）２０がレーザ溶着によって接合されている。
【００１９】
仕切板１０の本体部１１の両面には、浅い円形の凹所１３がそれぞれ形成されており、これら凹所１３内には、表裏面に貫通する断面円形の２つの孔１４ａ，１４ｂが、接続板部１２の延びる方向に所定の間隔をおいて形成されている。これら孔１４ａ，１４ｂの軸方向は本体部１１の厚さ方向と平行であり、一方が吸入側連通路１４ａとされ、他方が吐出側連通路１４ｂとされている。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、凹所１３の中心Ｏは本体部１１の中心にほぼ一致しており、各連通路１４ａ，１４ｂは本体部１１の中心よりも接続板部１２側に偏った位置に、かつ中心から等距離の位置に形成されている。仕切板１０の内部には、接続板部１２の外部から、吸入側連通路１４ａおよび吐出側連通路１４ｂに貫通する吸入流路１５ａおよび吐出流路１５ｂが形成されている。これら流路１５ａ，１５ｂは、接続板部１２に直交する方向に延びており、かつ仕切板１０の厚さの中央に形成されている。
【００２１】
上記パイプユニット２０は、接続板部１２と同形状・同寸法の長方形状のユニット板部２０ａの外面側に、該外面に直交する吸入管２１Ａと吐出管２１Ｂとが長手方向に間隔をおいて形成されたものである。図１（ａ）に示すように、吸入管２１Ａおよび吐出管２１Ｂの先端は吸入口２１ａおよび吐出口２１ｂとされ、パイプユニット２０内には、吸入口２１ａおよび吐出口２１ｂからユニット板部２０ａの内面（仕切板１０の接続板部１２への接合面）にわたって吸入流路２２ａおよび吐出流路２２ｂがそれぞれ貫通形成されている。これら吸入流路２２ａおよび吐出流路２２ｂは、パイプユニット２０のユニット板部２０ａが接続板部１２に合わせて接合された状態で、仕切板１０側の吸入流路１５ａおよび吐出流路１５ｂに、それぞれ連通している。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、仕切板１０側およびパイプユニット２０側の各吸入流路１５ａ，２２ａ、吐出流路１５ｂ、２２ｂは連続し、１つの吸入流路１６Ａおよび１つの吐出流路１６Ｂを構成する。そして、これら吸入流路１６Ａ、吐出流路１６Ｂは、仕切板１０とパイプユニット２０の間に挟んで設けられた吸入側逆止弁１７Ａおよび吐出側逆止弁１７Ｂによって開閉させられる。
【００２３】
吸入側逆止弁１７Ａは、液体を吸入口２１ａから吸入側連通路１４ａ方向へ吸入する流れのみを許容し、吸入流路１６Ａで液体の排出が起こらないようにするものである。吐出側逆止弁１７Ｂは、液体を吐出側連通路１４ｂから吐出口２１ｂ方向へ排出する流れのみを許容し、吐出流路１６Ｂで液体の吸入が起こらないようにするものである。各逆止弁１７Ａ，１７Ｂは弾性を有する薄板状のゴム等によりなるもので、図１（ｃ）に示すように、可動するベローズ状の弁本体１７ｃの一端に固定片１７ｄが形成されており、固定される固定片１７ｄに対して弁本体１７ｃが撓んで流路を開閉するように作用する。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、パイプユニット２０側の吸入流路２２ａの内部側（接続板部１２側）の開口２３ａの周囲には、矩形状の浅い凹所が弁座２４ａとして形成されている。一方、仕切板１０側の吸入流路１５ａの外部側（接続板部１２側）の開口１８ａの周囲であって弁座２４ａへの対向面には、矩形凹所１８が形成されている。弁座２４ａには、吸入側逆止弁１７Ａが嵌め込まれている。この逆止弁１７Ａは、固定片１７ｄが、対向する接続板部１２の外面と弁座２４ａとに圧縮状態で挟まれており、これによって弁本体１７ｃが矩形凹所１８側に揺動可能とされた片持ちの装着状態が保持されている。そして、通常は弁本体１７ｃがパイプユニット２０側の吸入流路２２ａの開口２３ａを閉塞している。
【００２５】
また、仕切板１０側の吐出流路１５ｂの外部側の開口１８ｂの周囲には、矩形状の浅い凹所が弁座１９ｂとして形成されている。一方、パイプユニット２０側の吐出流路２２ｂの内部側の開口２３ｂの周囲であって弁座１９ｂへの対向面には、矩形凹所２３が形成されている。弁座１９ｂには、吐出側逆止弁１７Ｂが嵌め込まれている。この逆止弁１７Ｂは、固定片１７ｄが、対向するパイプユニット２０のユニット板部２０ａの内面（接続板部１２との接合面）と弁座１９ｂとに圧縮状態で挟まれており、これによって弁本体１７ｃが矩形凹所２３側に揺動可能とされた片持ちの装着状態が保持されている。そして、通常は弁本体１７ｃが仕切板１０側の吐出流路１５ｂの開口１８ｂを閉塞している。
【００２６】
吸入側逆止弁１７Ａによると、吸入口２１ａから吸入される液体の流動圧を受けると弁本体部１７ｃが仕切板１０側に撓んで矩形凹所１８ａ内に入り込み、これによって開口２３ａが開き、吸入流路１６Ａが開通状態となる。この時、吐出側逆止弁１７Ｂは弁本体１７ｃが吸入圧で仕切板１０側に引き込まれて弁座１９ｂに密着し、これによって仕切板１０側の開口１８ｂが塞がれ、吐出流路１６Ｂは閉塞する。
【００２７】
また、吐出側逆止弁１７Ｂによると、吐出側連通路１４ｂから吐出流路１５ｂを経て流動してくる液体の流動圧を受けると弁本体１７ｃがパイプユニット２０側に撓んで矩形凹所２３内に入り込み、これによって開口１８ｂが開き、吐出流路１６Ｂが開通状態となる。この時、吸入側逆止弁１７Ａは弁本体１７ｃが吐出圧で仕切板１０側に押し付けられて弁座２４ａに密着し、これによってパイプユニット２０側の開口２３ａが塞がれ、吸入流路１６Ａは閉塞する。
【００２８】
次に、上記アクチュエータ３０を説明する。
仕切板１０の表側および裏側にそれぞれ設けられた同一構成のアクチュエータ３０は、図１（ｂ）および図２に示すように、樹脂製薄膜からなる矩形状の樹脂ダイヤフラム３１に、圧電素子３３が貼り合わせられた金属製薄膜からなる矩形状の金属ダイヤフラム３２を貼り合わせてなるものである。樹脂ダイヤフラム３１への金属ダイヤフラム３２の接合、および金属ダイヤフラム３２への圧電素子３３の接合は、いずれも接着剤による接着でなされている。金属ダイヤフラム３２は、図２に示すように複数の円弧状のスリット３２ａが形成されることにより、それらスリット３２ａの内側が可動部３２ｂ、外側が固定部３２ｃとされ、可動部３２ｂの表面に圧電素子３３が接着されている。
【００２９】
仕切板１０の両面であって凹所１３の周囲の平面１３ｄには、アクチュエータ３０の樹脂ダイヤフラム３１が合わせられ、この樹脂ダイヤフラム３１を仕切板１０にレーザ溶着することによって接合されている。このようにアクチュエータ３０が仕切板１０に接合されることにより、凹所１３はアクチュエータ３０に塞がれ、それら凹所１３がポンプ室３４として区画されている。アクチュエータ３０は、圧電素子３３に所定のサイン波や矩形波等の交流信号（駆動信号）が与えられると、各ダイヤフラム３１，３２が仕切板１０に対して離れたり近付いたりする方向に撓んで振動し、図３（ａ）に示すように仕切板１０から離れる方向に撓むとポンプ室３４の容積が増大し、反対に図３（ｂ）に示すように仕切板１０に近付く方向に撓むとポンプ室３４の容積が減少する。
【００３０】
アクチュエータ３０の樹脂ダイヤフラム３１が仕切板１０にレーザ溶着された部分は、図１（ａ）および図２に示すように、ポンプ室３４の周囲に所定の幅をもって環状に形成された封止部４１とされている。封止部４１は全周にわたって切れ目なく連続しており、ポンプ室３４内の液体が仕切板１０と樹脂ダイヤフラム３１との間から外部に漏出するおそれがないように、封止部４１において仕切板１０と樹脂ダイヤフラム３１とが液密的にレーザ溶着されている。
【００３１】
ここで、ポンプ１を構成する各要素の材質について述べておくと、仕切板１０、樹脂ダイヤフラム３１、パイプユニット２０は、ＣＯＣ（シクロオレフィン・コポリマー：環状オレフィン共重合体）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）等の、レーザ溶着に適した樹脂が好適に用いられる。また、金属ダイヤフラム３２はリン青銅やステンレス等が好適に用いられる。
【００３２】
以上が一実施形態のポンプ１の構成であり、このポンプ１は次のようにして組み立てられる。
まず、仕切板１０に各樹脂ダイヤフラム３１を位置決めして重ね合わせ、樹脂ダイヤフラム３１側から封止部４１に相当する箇所にＹＡＧレーザ、半導体レーザ等のレーザ光線を照射し、仕切板１０に樹脂ダイヤフラム３１をレーザ溶着する。続いて、予め圧電素子３３が接着された金属ダイヤフラム３２を接着剤によって樹脂ダイヤフラム３１に接着する。次いで、各逆止弁１７Ａ，１７Ｂを各弁座２４ａ，１９ｂに嵌め込み、パイプユニット２０を仕切板１０の接続板部１２に位置決めして合わせる。
【００３３】
そして、まずパイプユニット２０側からレーザ光線を各弁座２４ａ，１９ｂの周囲に相当する箇所に照射して、パイプユニット２０のユニット板部２０ａを仕切板１０の接続板部１２にレーザ溶着する。これによって各逆止弁１７Ａ，１７Ｂは、固定片１７ｄがパイプユニット２０と仕切板との間に挟まれた装着状態が保持される。また、パイプユニット２０のユニット板部２０ａと仕切板１０の接続板部１２との間から液体が外部に漏出するおそれがないように弁座１９ｂ，２４ａ，矩形凹所１８，２３の周囲が封止される。次に、パイプユニット２０のユニット板部２０ａの周縁部分を、同様にして仕切板１０の接続板部１２にレーザ溶着する。接続板部１２へのパイプユニット２０のレーザ溶着部分は、図１（ａ）〜（ｃ）の符号４２で示すように、接続板部１２の縁よりもやや内側で長方形状とされる。また、各逆止弁１７Ａ，１７Ｂを保持して封止するためのレーザ溶着部分は、図１（ａ）〜（ｃ）の符号４３で示しており、これも長方形状とされている。
【００３４】
本実施形態のポンプ１では、各アクチュエータ３０の圧電素子３３に対し、各アクチュエータ３０の樹脂ダイヤフラム３１および金属ダイヤフラム３２が、仕切板１０から離れる方向に撓んでポンプ室３４が拡大する吸入動作と、仕切板１０に近付く方向に撓んでポンプ室３４が縮小する吐出動作とが、ともに同期して同じ動作が生じるように、すなわち同位相で駆動されるように上記交流電流が与えられる。同位相で駆動することにより、アクチュエータ３０が２つあっても駆動用の回路を単純に制御することができるといった利点がある。液体の吸入動作および吐出動作は、以下の通りになされる。
【００３５】
［１］液体吸入動作：図３（ａ）
各アクチュエータ３０の樹脂ダイヤフラム３１および金属ダイヤフラム３２が仕切板１０から離れる方向に撓み、各ポンプ室３４の容積が増大してこれらポンプ室３４内が負圧になり、吸入側逆止弁１７Ａが開き、吐出側逆止弁１７Ｂは閉じる。液体はパイプユニット２０の吸入口２１ａから吸入流路１６Ａ（パイプユニット２０側の吸入流路２２ａと仕切板１０側の吸入流路１５ａ）を通って吸入側連通路１４ａに入り、さらにこの吸入側連通路１４ａから分岐して仕切板１０の両側の各ポンプ室３４内に吸引される。
【００３６】
［２］液体吐出動作：図３（ｂ）
各アクチュエータ３０の各ダイヤフラム３１，３２が仕切板１０に近付く方向に撓み、各ポンプ室３４の容積が減少してポンプ室３４内は正圧になり、吸入側逆止弁１７Ａが閉じ、吐出側逆止弁１７Ｂは開く。そして、各ポンプ室３４内に溜まっていた液体が、吐出側連通路１４ｂを経て吐出流路１５ｂに流入して合流し、さらに開いている吐出側逆止弁１７Ｂを通ってパイプユニット２０側の吐出流路１７Ｂを流れ、吐出口２１ｂから吐出される。
【００３７】
以上の吸入／吐出の動作が繰り返されることによってポンプ作用が連続的に生じ、液体が圧送される。この吸入／吐出動作はポンプ１内に液体が充満している時に生じるものであるが、内部に液体が充満していない初期の状態から液体を吸引する自己吸引時には、上記のポンプ作用によって内部の空気が吐出されていくことにより液体が徐々に吸入されていく。
【００３８】
本実施形態のポンプ１によると、一対のアクチュエータ３０（厳密にはアクチュエータ３０を構成する樹脂ダイヤフラム３１）と仕切板１０とは、ポンプ室３４の周囲においてレーザ溶着され封止部４１が形成されることにより互いに接合される。このためアクチュエータ３０と仕切板１０とを容易に、かつ一定の接合状態をもって接合させることができ、その結果として生産性の向上が図られる。また、レーザ溶着によって一定の接合状態が得られることによりアクチュエータ３０の動作を一律とすることができ、その結果、製品間にバラツキが生じにくくなり、高品質で安定した製品を得ることができる。
【００３９】
また、２つのポンプ室３４が仕切板１０の両側に配置されており、これらポンプ室３４を連通する吸入側および吐出側の各連通路１４ａ，１４ｂが仕切板１０に形成されてポンプ１内にあるので、小型化が図られる。また、封止部４１はポンプ室３４の周囲に配されており、一方、吸入流路１５ａおよび吐出流路１５ｂは仕切板１０の内部を貫通して形成されているため、これら流路１５ａ，１５ｂが封止部４１には干渉せず、その結果、アクチュエータ３０の樹脂ダイヤフラム３１を仕切板１０にレーザ溶着することを確実かつ容易に行えるとともに、仕切板１０と樹脂ダイヤフラム３１とのシール性が確保される。さらにこれらの構成によって圧縮比を大きくすることができ、このため、例え気泡がポンプ室３４内に入ったとしても、ポンプ圧力は液体を圧送するように有効に作用し、その結果、小型ながら流量の向上が図られる。
【００４０】
また、仕切板１０においては、吸入側連通路１４ａおよび吐出側連通路１４ｂが、仕切板１０の本体部１１の中心よりも吸入流路１５ａおよび吐出流路１５ｂの開口１８ａ，１８ｂ側にそれぞれ偏って配置されている。このため、それら吸入流路１５ａおよび吐出流路１５ｂの長さは比較的短くなり、これは、デッドスペースが少なくなって圧縮比が向上するという利点を招来する。加えて、仕切板１０を金型を用いた射出成形で製造する場合、吸入流路１５ａおよび吐出流路１５ｂを形成するためのピン状の中子を短くすることができることになり、このように中子が短くなることは中子が破損しにくくなることにつながり、その結果、仕切板１０を製造しやすくなり、また歩留まりも向上するといった利点が生じる。なお、図１（ａ）に示すように、仕切板１０の両面に、各連通路１４ａ，１４ｂの開口から中心側にせり出して湾曲し、これら開口をつなぐＵ字状の浅い溝１３ｃを形成すると、この溝１３ｃを液体が流動することにより流動抵抗が低下するので好ましい。また、吐出時にはポンプ室３４の容積が減少するが、この溝１３ｃによって液体の流路が確保されるといった利点もある。
【００４１】
また、吸入側逆止弁１７Ａおよび吐出側逆止弁１７Ｂは、これら逆止弁１７Ａ，１７Ｂの周囲部分の仕切板１０にパイプユニット２０をレーザ溶着することにより装着されるので、各逆止弁１７Ａ，１７Ｂを仕切板１０あるいはパイプユニット２０に接合する手間やそのための接着剤等の接合材料が不要となり、生産性の向上が図られる。また、仕切板１０とパイプユニット２０との間のシール性が確保される。
【００４２】
なお、レーザ溶着で互いに接合される仕切板１０と樹脂ダイヤフラム３１、パイプユニット２０のうち、仕切板１０をレーザ光吸収材料で形成し、一方、仕切板１０にレーザ溶着で接合される樹脂ダイヤフラム３１およびパイプユニット２０をレーザ光透過材料で形成すると、レーザ光透過材料にレーザ光を透過させてレーザ光吸収材料からなる仕切板１０を溶融させ、その溶融材料をレーザ光透過材料側に溶着させて接合させることができる。このように材料を選択することにより、レーザ溶着が容易となって安定した生産性を得ることができる。
【００４３】
レーザ光の吸収材料および透過材料としては、上記ＣＯＣ樹脂等であって、前者が黒色、後者が透明といったように、色によってレーザ光線の吸収性および透過性を与えることができる。すなわち本実施形態では、仕切板１０が黒色の樹脂で形成され、樹脂ダイヤフラム３１およびパイプユニット２０が透明な樹脂で形成されることが１つの形態として挙げられる。なお、全体がこのような色でなくてもよく、仕切板１０にあっては、少なくとも、樹脂ダイヤフラム３１がレーザ溶着される封止部４１と、パイプユニット２０のレーザ溶着部分４２，４３に対応する部分が黒色樹脂（レーザ光線吸収部材）で形成されていればよい。また、樹脂ダイヤフラム３１にあっては封止部４１、パイプユニット２０にあっては仕切板１０へのレーザ溶着部分４２，４３に対応する部分が、それぞれ透明樹脂（レーザ光線透過部材）で形成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイヤフラムポンプであって、（ａ）は一部断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図２】一実施形態のダイヤフラムポンプの分解斜視図である。
【図３】一実施形態のダイヤフラムポンプの（ａ）吸入時、（ｂ）吐出時の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…ダイヤフラムポンプ
１０…仕切板（仕切部材）
１４ａ…吸入側連通路
１４ｂ…吐出側連通路
１６Ａ…吸入流路
１６Ｂ…吐出流路
１７Ａ…吸入側逆止弁
１７Ｂ…吐出側逆止弁
１８ａ…吸入流路の開口
１８ｂ…吐出流路の開口
２０…パイプユニット（カバー部材）
３０…アクチュエータ
３１…樹脂ダイヤフラム
３２…金属ダイヤフラム
３３…圧電素子（駆動手段）
３４…ポンプ室
４１…封止部
４２，４３…レーザ溶着部分
【図１】
2007198165.tif 000003
【図２】
2007198165.tif 000004
【図３】
2007198165.tif 000005